1 中国建筑材料科学研究总院有限公司, 绿色建筑材料国家重点实验室, 北京 100024
2 陆军勤务学院军事设施系, 重庆 401311
研究了-10 ℃条件下氯化钙冷溶液拌合冷硫铝酸盐水泥所获得浆体的凝结硬化及试样的强度发展、物相组成、显微结构和氯离子含量。结果表明: 分别采用16% (质量分数)、28%氯化钙冷溶液拌合的浆体存在明显而持续的水化温升过程, 证实了该条件下水泥水化的启动与持续进行; 提高溶液浓度, 浆体达到水化温升最高温度对应的时间延长, 从16%时约90 min延长至28%时约150 min。采用16%氯化钙冷溶液拌合, 浆体凝结硬化快、试样抗压强度高(初凝和终凝时间分别为15 min和24 min, 1 d和28 d抗压强度分别为41.0 MPa和85.2 MPa); 而采用28%氯化钙冷溶液拌合, 浆体凝结硬化慢、试样抗压强度低(初凝和终凝时间分别为85 min和155 min, 1 d和28 d抗压强度分别为24.3 MPa和57.7 MPa)。溶液浓度16%时, 水化产物主要为钙矾石, 以针棒状晶体存在, 试样中结合氯离子含量极低; 而溶液浓度28%时, 水化产物主要为F盐, 以花瓣形六方板状晶体存在, 试样中含有0.95%左右结合氯离子。-10 ℃条件下采用同处于负温环境的氯化钙冷溶液拌合冷硫铝酸盐水泥可实现冷物料拌合, 防止浆体结冰, 保证水泥持续水化, 其中16%~20%氯化钙溶液拌合时可以获得较短凝结时间和较高强度。
负温 硫铝酸盐水泥 水化 性能 Friedel盐 sub-zero temperature calcium sulphoaluminate cement hydration performance Friedel?s salt
山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室，济南大学，济南 250022
硫铝酸盐水泥具有快硬早强、防腐抗渗和煅烧温度低等特性，目前已在一些领域中应用，但原材料成本高的缺点限制了其进一步推广。综述了利用固废煅烧硫铝酸盐水泥熟料的研究进展，讨论了煅烧工艺对熟料外观、矿物组成、水泥力学性能的影响，介绍了目前热门的固废种类选择方案及其作为生料煅烧硫铝酸盐水泥熟料的可行性，并归纳了水泥的水化性能，分析了现阶段研究的侧重点及主要研究结果，对目前存在的问题及发展方向进行了总结，以期为进一步研究和应用提供参考。
硫铝酸盐水泥 固体废弃物 煅烧工艺 物理性能 sulphoaluminate cement solid waste calcination process physical properties
1 山东交通学院交通土建工程学院, 济南 250357
2 青岛农业大学建筑工程学院, 青岛 266109
硫铝酸盐水泥具有煅烧温度低、CO2排放少、快硬早强以及抗冻抗渗等优良特性, 在建材、固废领域具有广阔的应用前景, 并衍生出贝利特-硫铝酸钙、贝利特-硫铝酸钡钙等一系列硫铝酸盐水泥。然而, 硫铝酸盐水泥主要矿物成分贝利特(β-C2S)具有水化活性低、水化速度慢的缺点, 易导致水泥后期强度增长缓慢。硫硅酸钙(C5S2)曾被认为是一种“惰性”矿物, 但在硫铝酸盐体系下可表现出比β-C2S更强的水化活性, 因此硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥(TSAC)的研究具有重要意义。本文从C5S2矿物的形成和水化、TSAC的制备和性能等方面, 综述了C5S2和TSAC的研究现状, 并提出了TSAC需进一步研究和解决的问题, 如固废原料探寻、TSAC性能调控以及TSAC熟料矿物组成优化等, 以期为新型低碳水泥的研究和应用提供积极有利的参考和支持。
低碳水泥 硫硅酸钙 硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥 矿物形成 矿物水化 水泥制备 水泥性能 固废利用 low-carbon cement ternesite ternesite-sulphoaluminate cement mineral formation mineral hydration cement preparation cement performance utilization of solid waste
1 河北工业大学土木与交通学院，天津 300401，
2 河北工业大学土木与交通学院，天津 300401
基于我国提出的“双碳”战略目标，水泥行业应针对其高碳排放问题制定脱碳计划，因此，低碳水泥的研发和应用迫在眉睫。高贝利特硫铝酸盐水泥是一种在节能减排的同时能够资源化利用含铝工业废弃物的新型低碳水泥，未来也将会是一种具有高强度的低成本水泥。因此，高贝利特硫铝酸盐水泥的研发促进了水泥行业的绿色化发展。然而，水泥矿物组成中高活性无水硫铝酸钙含量较低，导致水泥石早期强度较低。对水泥早期活性进行研究可提升水泥强度，进而扩大其应用范围。本文通过简述高贝利特硫铝酸盐水泥的组成、特点和研究现状，从水泥主要矿物硅酸二钙、无水硫铝酸钙的活化和水泥矿物组成设计优化三个方面总结了影响高贝利特硫铝酸盐水泥活性的因素，旨在为高性能水泥的研制提供理论指导。
高贝利特硫铝酸盐水泥 无水硫铝酸钙 硅酸二钙 矿物组成 低碳 活化 high belite calcium sulphoaluminate cement ye’elimite dicalcium silicate mineral composition low carbon activation
1 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院, 北京 100083
2 辽宁壹立方砂业有限责任公司, 辽宁 117000
矿渣的理化特性差异对新型石膏矿渣硫铝酸盐水泥(SAC-GS)各方面性能均有很大影响, 因此本文选取3种生产用的典型矿渣, 尝试多维度构建矿渣组成结构与SAC-GS宏观性能方面的联系。采用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)等方法对各矿渣的矿物组成、元素组成及其存在状态进行对比分析。通过扫描电镜(SEM)、XRD等方法分析各水泥硬化浆体试样的水化过程, 并测试各试样不同水化龄期的抗压、抗折强度, 对比其早期水化放热速率、孔径分布等, 结果表明铝含量更高且活性更高的矿渣, 其水泥试样强度发展更快、水化程度更高、孔结构更加致密。基于以上分析, SAC-GS应选用高铝含量的矿渣原料。
矿渣 理化特性 水化热 水化产物 微观形貌 孔结构 石膏矿渣硫铝酸盐水泥 slag physical and chemical properties hydration heat hydration products micromorphology pore structure gypsum slag sulphoaluminate cement
1 汕头大学土木与环境工程系, 汕头 515063
2 广东省结构安全与监测工程技术研究中心, 汕头 515063
本文研究了不同拌和水以及海水拌和时粉煤灰和硅灰掺量对硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆力学性能和表观孔隙率以及净浆凝结时间、化学收缩、孔溶液pH值和氯离子结合能力等的影响, 并通过XRD、SEM和EDS分析水泥水化产物和微观结构。结果表明, 海水能加快SAC早期水化并提高其早期强度, 但后期强度和淡水拌和时无明显差别。粉煤灰和硅灰均会延长SAC凝结时间, 对早期抗压强度不利, 而掺加质量分数为5.0%和7.5%的硅灰能提高SAC砂浆28 d抗压强度。硅灰掺量增加时会提高用水量和表观孔隙率, 降低流动性, 使水泥化学收缩增大, 降低净浆pH值且减少氯离子结合量; 粉煤灰能够提高砂浆流动性, 减少水泥化学收缩, 但掺量越大对SAC砂浆抗压强度和抗折强度越不利, 掺质量分数为10%的粉煤灰可小幅提高氯离子结合量且减小表观孔隙率。
硫铝酸盐水泥 海水 海砂 粉煤灰 硅灰 水化产物 sulphoaluminate cement sea water sea sand fly ash silica fume hydration product
